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MOOC一起学|作物育种学
东北林业大学 刘嘉俊2021-10-08
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通过课程学习,熟悉创造变异并从中合理选择的基本原理和方法,并根据不同农作物的繁殖特点,合理设计开展农作物优良品选育方案。

沾衣欲湿杏花雨,吹面不寒杨柳风,你是否沉迷于春日沁人心扉的烂漫金黄 稻花香里说丰年,听取蛙声一片,你是否感受到那一兜兜葱绿的力量 空山新雨后,天气晚来秋,你是否为金色棒子的沉重而欣喜若狂 千里冰封,万里雪飘,你是否赞叹过广袤雪原下嫩绿的坚强 加入我们的《作物育种学》 感受作物的伟大

—— 课程团队

开课时间: 2021年09月06日 ~ 2022年01月23日

课程链接:https://www.icourse163.org/course/HZAU-1206646804

开课次数:第3次开课

授课教师:洪登峰,华中农业大学作物遗传育种专业博士学位,受聘于华中农业大学植物科学技术学院。主要讲授《作物育种学(总论)》、《种子产业化》和《种子工程技术》等课程。2017年获聘为华中农业大学教授,主要研究方向是油菜产量构成因子的遗传解析、植物雄性不育的分子机制及油菜分子育种。

课程概述

同所有其它生物一样,作物首先是和人类共生共存的生态系统中重要的成员。但和其它植物成员不同的是,作物提供了人类赖以生存的重要且直接的物质基础。作物育种学就是一门研究作物驯化、改良及其良种繁育的应用型科学。学习做作物育种学,其最重要的出发点是掌握并运用作物育种学知识,按照人类意愿逐步改造作物,让作物给人类提供高效、安全、健康和可持续性的食物和工业原料。此外,通过作物育种学,我们将对生态平衡有更加深刻且直观的感受,有利于在多样性和生态稳定性的基础上优化我们的世界观。

在漫长的进化过程中,驯化植物的开始使人类从狩猎生活而逐渐过渡到农耕生活。作物育种学即从人类认识植物、改造植物和利用植物开始。早期,这些过程中人类祖先只是积累了一些相关经验。直到十九世纪末期,随着遗传学的一些重要规律的陆续发现以及统计学的建立,科学家才开始将育种学的经验和生命现象的规律逐步统一,从而形成了真正意义上的作物育种学学科。因此,遗传学及生物统计是作物育种学的重要基础学科。然而,受制于认识的深度,对作物很多性状的遗传改良仍然依赖育种家的一些育种经验。因此,现阶段,作物育种学的学习和实践过程中,既要掌握基本的育种理论知识,也要善于汲取和吸取经验。

上世纪以来,随着遗传学及其相关领域的发展,人类对生命现象认识的深度和广度迅速增强,一些新的生物技术手段也随之诞生。这些理论和技术在作物育种学科中的广发应用,不仅提升了该学科的科学水平,还直接提高了作物育种的效率。因此,在作物育种学的学习过程中,需要持续跟踪遗传学和生物技术领域的重要突破,并善于建立三者之间的关系。

从本质上讲,作物育种学是围绕遗传规律、性状的变异和目标选择三个核心领域展开。遗传是育种学的本质,变异是育种学的基础,而选择则是育种学的关键。遗传决定了性状在不同世代之间是可以传递的,但由于来源不同亲本的同一性状在自然界本身即存在广泛的变异,且环境条件对性状的表达也会产生影响,后代中这一性状所展现的表型存在差异。选择则是从丰富的表型中获得由遗传导致的真实变异。所以,作物育种学强调在认识性状遗传规律的基础上,如何利用各种手段创造更大更有利的目标变异,并通过更有效的手段从分离世代中选择出所需的变异。在整个课程的教学过程中,学习需要注意两条主线:一是按照育种程序的制定的先后顺序,从育种目标、种质资源、主要的选择方法和创造变异方法等共性问题入手,讲述作物育种学的共性问题,再到几类具体性状的育种规律等个性问题,二是采用一般到具体的哲学方法一是围绕“遗传、变异和选择”等三个关键词,讲述创造性状变异的方法以及根据变异性状的遗传规律来决定选择的方法,从而实现优良性状的改良或者聚合。

作物育种学是一门典型的应用型学科,必须和实践紧密结合。对于学习者而言,如果有一定的育种实践经历,对课本知识的体会应该会更深。但对于广大本科生而言,大多缺少这样的过程。因此,同学们应该经常阅读一些课外书籍,特别是一些经典的育种案例。通过这些案例的学习和分解,提炼出育种家在具体实施过程的一些基本理论和方法,从而做到实践和理论的统一。

授课目标

通过课程学习,熟悉创造变异并从中合理选择的基本原理和方法,并能根据不同类型农作物的繁殖和种质资源特点,结合当代新的生物技术手段、合理设计和开展农作物优良品种选育的方案,掌握作物品种繁育的基本规律和流程,从而具备一定的独立开展各类农作物育种和繁育工作的能力。

课程大纲

第一周 绪论与育种目标

第一讲 作物育种学的概念与内容

第二讲 作物进化与遗传改良

第三讲 作物育种学的发展历史与贡献

第四讲 作物育种的主要目标

第五讲 制订育种目标的基本原则

第六讲 种质资源

第七讲 作物起源中心学说及其发展

单元测验

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第二周 作物的繁殖方式及品种类型、引种与选择育种

第八讲 作物的繁殖方式和遗传特点

第九讲 作物品种类型及其育种特点

第十讲 引种的概念和意义及其基本原理

第十一讲 引种的规律及基本程序

第十二讲 选择的原理和方法

第十三讲 选择育种

单元测验

第三周 杂交育种

第十四讲 如何正确的选择亲本

第十五讲 如何确定合适的杂交方式

第十六讲 怎样合理的处理杂种后代-系谱法

第十七讲 怎样合理的处理杂种后代-混合法等

第十八讲 杂交育种基本流程

单元测验

第四周 回交育种与远缘杂交育种

第二十二讲 远缘杂交的定义及育种的重要性

第二十三讲 远缘杂交的困难及其克服方法

第二十四讲 远缘杂交育种的其他策略

第十九讲 回交的意义及其遗传效应

第二十讲 回交育种的主要技术要点

第二十一讲 回交育种的应用

单元测验

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第五周 杂种优势利用

第二十五讲 杂种优势及其遗传基础

第二十六讲 杂交种亲本选配与配合力测定

第二十七讲 杂种优势利用的基本条件和主要授粉控制系统

单元测验

第六周 杂种优势利用和诱变育种

第二十八讲 雄性不育在杂种优势种的利用

第二十九讲 诱变育种的特点和诱变剂的类别

第三十讲 诱变育种程序

单元测验

第七周 品质育种和抗性育种

第三十一讲 品质育种

第三十二讲 抗病虫育种

第三十三讲 抗逆育种

第八周 倍性育种、群体改良与轮回选择、细胞工程育种

第三十四讲 单倍体育种

第三十五讲 多倍体育种

第三十六讲 群体改良的原理和基础群体的建立

第三十七讲 群体改良的轮回选择法

第三十八讲 植物细胞工程

第三十九讲 体细胞变异体的筛选

第四十讲 植物原生质体培养和体细胞杂交

第四十一讲 植物细胞和组织培养在作物育种中的应用

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第九周 转基因育种

第四十二讲 转基因育种和外源基因获得

第四十三讲 外源基因整合机制及遗传特点

第四十四讲 转基因育种程序

第四十五讲 转基因生物安全性评价

第四十六讲 基因组编辑技术

第十周 基因组选择与分子设计育种、作物育种信息化、作物品种审定与新品种保护

第四十七讲 基于DNA多态性的分子标记发展历史

第四十八讲 基因组选择的概念及其原理

第四十九讲 常用的基因组选择模型及其应用

第五十讲 分子设计育种的概念及其应用

第五十一讲 作物育种信息化

第五十二讲 光学成像技术在作物表型鉴定中的应用

第五十三讲 作物育种管理软件的应用

第五十四讲 农作物品种审定或登记

第五十五讲 植物新品种保护

[通讯员:刘嘉俊]
[指导教师:李晋旭]
[责任编辑:刘宇宏]
通过课程学习,熟悉创造变异并从中合理选择的基本原理和方法,并根据不同农作物的繁殖特点,合理设计开展农作物优良品选育方案。